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煤礦機(jī)械磨損失效分析方法

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煤礦機(jī)械磨損失效分析方法

煤礦機(jī)械磨損的分類與主要原因

1機(jī)械磨損的分類

根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計資料,在煤礦生產(chǎn)過程中,液壓支架、輸送機(jī)和采煤機(jī)的事故率超過了30%。其中,由于機(jī)械磨損而導(dǎo)致機(jī)械失效的事故率達(dá)到了80%。在煤礦生產(chǎn)過程中,機(jī)械設(shè)備的磨損失效狀況,分為五個種類:

(1)采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)損壞,失效部件為截齒和滾筒,失效的方式為磨損、摩擦;

(2)輸送裝置,失效的主要部件為輸送帶,失效方式為磨損;

(3)提升運(yùn)輸系統(tǒng),失效的部件為鋼絲繩,失效方式為銹蝕、磨損兩種;

(4)動力傳遞件,失效的部件為齒輪,失效方式為磨損;

(5)液壓元件磨損失效,失效方式是磨損,摩擦;

(6)刮板輸送機(jī)磨損,失效的主要部位為刮板槽,失效方式為磨損;

(7)其他部件,包括連桿、曲軸、閥桿、活塞和鏈條、閥座等。

2機(jī)械磨損的原因

(1)采煤機(jī)與井下掘進(jìn)機(jī)的磨損

主要包括滾筒與截齒的磨損,在采掘過程中,因為與煤巖層直接摩擦,所以磨損是主要的失效形式。

(2)輸送裝置失效

由于當(dāng)前的煤礦生產(chǎn)現(xiàn)代化程度比較高,在煤礦開采中,輸送裝置發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,主要是輸送帶發(fā)揮著重要的作用。而輸送帶磨損的原因,包括以下幾個方面:①輸送帶由于跑偏而出現(xiàn)了局部磨損;②接觸式清掃器與輸送帶產(chǎn)生相對運(yùn)動導(dǎo)致磨損;③輸送帶與托輥之間出現(xiàn)了相對運(yùn)動,導(dǎo)致發(fā)生摩擦;④漏斗放煤及長物料,出現(xiàn)了沖擊摩擦。這些均是輸送裝置失效的原因,在檢修過程中需要特別注意,加以避免。

(3)鋼絲繩失效的原因

在煤礦生產(chǎn)中,鋼絲繩是提升運(yùn)輸系統(tǒng)的有機(jī)組成部分,鋼絲繩出現(xiàn)磨損,主要包括兩個方面的原因:①鋼絲繩自身的原因,包括鋼絲繩的材質(zhì)問題、制造工藝問題,配套天輪尺寸不符合、彈性疲勞造成鋼絲繩的強(qiáng)度降低;②外部因素,礦井水為酸性或堿性,對鋼絲繩產(chǎn)生了腐蝕作用;因為管理維護(hù)不當(dāng)?shù)热藶樵?,?dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)磨損、銹蝕等。這兩方面的原因是鋼絲繩壽命縮短的主要原因。

(4)齒輪磨損失效的原因

在煤礦機(jī)械中,齒輪作為動力遞件,在機(jī)械中發(fā)揮著重要的作用。齒輪磨損失效,主要的原因包括以下幾個方面:齒輪傳遞功率較大、沖擊負(fù)荷過大、齒面接觸應(yīng)力比較高,作業(yè)環(huán)境中的粉塵危害等。

(5)液壓元件磨損失效的原因

在液壓元件中,對煤礦機(jī)械產(chǎn)生影響的主要是液壓泵與液壓馬達(dá)。由于液壓系統(tǒng)中的過濾器失效比較多,所以導(dǎo)致大量的顆粒污染物進(jìn)入到生產(chǎn)系統(tǒng)中,導(dǎo)致液壓元件在相對運(yùn)動的過程中,表面出現(xiàn)摩擦、磨損而發(fā)生泄漏,使得元件性能下降無法正常工作。

(6)刮板輸送機(jī)磨損的原因

在鏈條拖動刮板系統(tǒng)中,輸送的物料主要是在槽內(nèi)滑動,輸送物料的磨損和腐蝕是其主要的失效形式,也是煤礦機(jī)械中最容易出現(xiàn)的煤礦機(jī)械設(shè)備。而出現(xiàn)磨損較多的部件,包括中部槽、軸承、鏈條、減速箱中的齒輪和鏈輪等。

二煤礦機(jī)械的抗磨措施

1采用合理的生產(chǎn)工藝

在煤炭機(jī)械生產(chǎn)過程中,如零部件無法達(dá)到設(shè)計要求,則在開采過程中,機(jī)械容易由于磨損而失效。這里的生產(chǎn)工藝是指冶煉、鑄造等工藝。在冶煉過程中,應(yīng)嚴(yán)格控制成分、氣體量和夾雜物等,比如韌性、強(qiáng)度等,避免對設(shè)備部件的磨損性能產(chǎn)生影響。同時,鑄造工藝也會對部件磨損性能產(chǎn)生影響。因此,這就需要采用合理的生產(chǎn)工藝,比如表面淬火、堆焊及擠壓等。在刮板輸送機(jī)上,應(yīng)用堆焊方法,提高磨損性能。

2加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)煤礦機(jī)械

在惡劣的環(huán)境下作業(yè),由于空氣中的水分含量較高,常見機(jī)械設(shè)備的磨損和腐蝕。因此,這就需要加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。目前煤礦機(jī)械配件市場混亂,配件質(zhì)量參差不齊,所以這就要求根據(jù)相關(guān)的規(guī)定,強(qiáng)化設(shè)備的管理,有效降低事故率,改善設(shè)備的使用壽命。

3掌握機(jī)械的磨損規(guī)律

機(jī)械設(shè)備的磨損原因是多方面的,但是經(jīng)過系統(tǒng)的分析,也能探索出一定的規(guī)律性。機(jī)件的磨損可分為三個階段:

(1)“跑合”階段,是指零件表面不平度,導(dǎo)致磨損的速度加快;

(2)“穩(wěn)定”階段,經(jīng)上一階段,機(jī)械的摩擦面變得較為光滑且有一定的硬化,所以在運(yùn)行時,摩擦面為液體摩擦狀態(tài),磨損減緩;

(3)“急劇”階段,經(jīng)過前兩個階段,摩擦條件有了很大的改變,潤滑油也遭到較大的破壞,所以機(jī)械的性能大幅降低。因此,掌握了這一規(guī)律,就能降低設(shè)備的故障運(yùn)行。

4對易磨損部件進(jìn)行工藝處理

煤礦機(jī)械,特別是綜采綜掘設(shè)備,存在高強(qiáng)度、高磨損的工作特性,必須對設(shè)備的易損部件進(jìn)行專業(yè)的工業(yè)處理,包括對采煤機(jī)滾筒、截齒、掘進(jìn)機(jī)炮頭、截齒實施合金鋼堆焊,刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)槽實施耐磨材料板焊接,破碎機(jī)下底板安裝抗打增厚鋼板,掘進(jìn)機(jī)履帶進(jìn)行耐磨加厚處理、鋼絲繩、液管、支架立柱進(jìn)行包套等等。對易磨損部件進(jìn)行工藝處理可以有效地加強(qiáng)設(shè)備使用壽命,降低設(shè)備損耗。例如同煤集團(tuán)某礦使用刮板機(jī)耐磨板焊接技術(shù),延長中部槽使用壽命3個月以上,并使中部槽使用壽命增加1~2個周期,維修再制造成本只是購置新品的20~70%左右,按每日過煤量35000t來計算,使用此耐磨層后可延長刮板輸送機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)過煤量300多萬噸,從根本上解決了刮板機(jī)槽的維修再利用問題。

三結(jié)語

煤礦機(jī)械的作業(yè)環(huán)境比較惡劣,容易發(fā)生磨損,發(fā)生磨損后就會造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。所以,煤礦企業(yè)必須高度重視煤礦機(jī)械的磨損失效分析及抗磨措施。在本文中,筆者結(jié)合自身的工作實際,從煤礦機(jī)械磨損的部位、失效的原因和抗磨措施等幾個方面,對該問題進(jìn)行了分析與總結(jié),希望有助于提高煤礦機(jī)械的抗磨性能。

作者:宋昊婷 單位:大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司機(jī)電管理處